JPH0321819A - 絶対回転角エンコーダ - Google Patents
絶対回転角エンコーダInfo
- Publication number
- JPH0321819A JPH0321819A JP1157792A JP15779289A JPH0321819A JP H0321819 A JPH0321819 A JP H0321819A JP 1157792 A JP1157792 A JP 1157792A JP 15779289 A JP15779289 A JP 15779289A JP H0321819 A JPH0321819 A JP H0321819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarizing
- angle encoder
- rotation
- polarizing means
- rotation angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は回転の絶対回転角を検出する絶対回転角エンコ
ーダに関するものである。
ーダに関するものである。
従来の技術
第８図は、従来の絶対回転角エンコーダの一例の構戊図
である。１は回転軸、２は光源、３はスリット円盤、４
は光検出手段である。回転軸１に固定されたスリット円
盤３は、光源２と光源２からでる光束を受ける光検出手
段４の間に置かれ、回転軸１の回転に伴ってスリソトの
形状に従って、光検出手段４に入射される光束を断続す
る。したがって、それぞれのスリントに対応する光検出
手段の出力から現在の絶対回転角に相当するディジタル
値が出力される（例えば、ｒＮｅｗｔｏｎ別冊センサの
すぺて』昭和６０年４月号Ｐ．１７１■教育社）。
である。１は回転軸、２は光源、３はスリット円盤、４
は光検出手段である。回転軸１に固定されたスリット円
盤３は、光源２と光源２からでる光束を受ける光検出手
段４の間に置かれ、回転軸１の回転に伴ってスリソトの
形状に従って、光検出手段４に入射される光束を断続す
る。したがって、それぞれのスリントに対応する光検出
手段の出力から現在の絶対回転角に相当するディジタル
値が出力される（例えば、ｒＮｅｗｔｏｎ別冊センサの
すぺて』昭和６０年４月号Ｐ．１７１■教育社）。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記の構戒では、回転軸の偏心によってス
リントの位置が変化するために絶対回転角の検出精度が
落ちたり、エンコードミスをおこし易い欠点があった。
リントの位置が変化するために絶対回転角の検出精度が
落ちたり、エンコードミスをおこし易い欠点があった。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明は、光源と、回転軸
に取り付けられた第１の偏光手段と、円周方向に異なる
向きの偏光軸を持つ第２の偏光手段と、前記第２の偏光
手段の中心軸上に中心をもつ円の全周または半周上にほ
ぼ等間隔に複数個並べられた光検出手段と、前記光検出
手段の複数の出力から回転角を演算する演算手段とを具
備し、前記第１の偏光手段と前記第２の偏光手段は前記
光源と前記光検出手段との光路中に位置するように構成
している。
に取り付けられた第１の偏光手段と、円周方向に異なる
向きの偏光軸を持つ第２の偏光手段と、前記第２の偏光
手段の中心軸上に中心をもつ円の全周または半周上にほ
ぼ等間隔に複数個並べられた光検出手段と、前記光検出
手段の複数の出力から回転角を演算する演算手段とを具
備し、前記第１の偏光手段と前記第２の偏光手段は前記
光源と前記光検出手段との光路中に位置するように構成
している。
作用
本発明は、上記した構戒によって、回転軸の偏心の影響
を受けない絶対回転角エンコーダを提供することができ
る。
を受けない絶対回転角エンコーダを提供することができ
る。
実施例
第１図は本発明の絶対回転角エンコーダの一実施例を示
す構成図である。１は回転軸、２は光源、４は光検出手
段、５は第１の偏光手段、６は第２の偏光手段、７は演
算手段である。第１の偏光千段５は回転軸１の回転に伴
って、その偏光軸が回転する。第２の偏光手段６は光検
出千段４の直前に置かれている。光源２から発生した光
束は第１の偏光手段５、第２の偏光手段６をとおって光
検出手段４に入射する。光検出手段４のひとつに入射さ
れる光量は、第１の偏光千段５の偏光軸と第２の偏光千
段６の前記ひとつの光検出手段の真上の場所における偏
光軸との間の角度をθとすると、ＣＯＳ２θに比例する
。すなわち、ＣＯＳ２θ＝ （１千ＣＯＳ （２θ））
／２であるからその変動分はＣＯＳ （２θ）戒分とな
り、回転軸の一回転につき２周期の戒分を取り出すこと
ができる。
す構成図である。１は回転軸、２は光源、４は光検出手
段、５は第１の偏光手段、６は第２の偏光手段、７は演
算手段である。第１の偏光千段５は回転軸１の回転に伴
って、その偏光軸が回転する。第２の偏光手段６は光検
出千段４の直前に置かれている。光源２から発生した光
束は第１の偏光手段５、第２の偏光手段６をとおって光
検出手段４に入射する。光検出手段４のひとつに入射さ
れる光量は、第１の偏光千段５の偏光軸と第２の偏光千
段６の前記ひとつの光検出手段の真上の場所における偏
光軸との間の角度をθとすると、ＣＯＳ２θに比例する
。すなわち、ＣＯＳ２θ＝ （１千ＣＯＳ （２θ））
／２であるからその変動分はＣＯＳ （２θ）戒分とな
り、回転軸の一回転につき２周期の戒分を取り出すこと
ができる。
この原理からわかるように、出力はそれぞれの偏光軸の
相対角度のみに依存し回転軸の偏心などの位置ずれには
影響されない。第２の偏光手段６は円周方向に場所によ
って異なる向きの偏光軸をもつものである。このような
偏光手段は、例えば第２図に示すような半円状の偏光板
を円錐状に巻くことによって作ることができる。この場
合は上から見ると、偏光軸の方向は第３図のように場所
によって変化する。このようにして作られた円周方向に
場所によって異なる向きの偏光軸をもつ偏光千段６の中
心軸上に中心をもつ円の円周上に、ほぼ等間隔に偏光軸
の向きに対応して複数個の光検出千段４が、並べてある
。また、ヘラバタイトの針状結晶をアセチルセルローズ
の酢酸アミル中に分散させ、円錐状の型で押しだしたり
して、結晶の向きを揃えてやることによって第４図のよ
うに半径方向に偏光軸が向いた偏光板を作ることができ
る。また、円錐状の偏光プリズムによってもこのような
偏光軸をもった偏光手段を構成することができる。この
場合には、偏光軸は円周方向に一回転に二回変化するの
で光検出千段４は偏光手段６の中心軸上に中心をもつ円
の半周上にほぼ等間隔に並べれば良い。このように構成
することにより、光検出手段４のそれぞれの光検出器の
出力からは第５図に示すように回転角に応した多相の正
弦波信号を取り出すことができる。各光検出手段の出力
の値を調べることによって、現在第１の偏光千段５が１
８０度のなかでどの回転位置にあるのかを知ることがで
きる．すなわち、それぞれの相の出力をデコードして１
８０度の範囲のアブソリュートエンコーダ（絶対回転角
エンコーダ）として使うことができる。第１図において
７は光検出手段４の出力を絶対回転角度に変換する演算
手段である。第６図は演算千段７の一例を示すブロンク
図である，ａｌ，ａ２・・・・・・ａｏは各光検出千段
４からの人力端子、１０はコンパレー夕、１ｌはデコー
ダである。入力された各光検出手段４の出力はコンパレ
ータ１０により１，０のディジタル値に変換される。デ
コーダ１ｌは例えば入力の１．０の列の０から■に変化
する場所をデコードして角度に対応するディジタル値を
出力するようにすればよい。第７図は濱算手段７の別の
一例を示すブロック図である。正弦データ発生手段２０
は正弦波一周期をｎ等分した値を出力する。入力された
各光検出千段４の出力は乗算千段２１で正弦データ発生
千段２０の各データと掛け合わされた後、加算手段２２
で総和を計算する。すなわち、入力の各光検出手段４の
出力は回転軸の角度の２倍に応して位相のずれた正弦波
であるから、基準の正弦波と掛け合わせることによりそ
の位相戒分を計算することができる。逆正弦変換千段２
３は出力の直線性を補正するためのものである。この演
算千段７の構戒はこれらの例に限定されるものではない
。さらに一回転のうち、どちらの半回転に属するかを一
回転にｌ発のパルスを生成する回転検出手段で知ること
ができれば、３６０度に範囲を広げることも可能である
。
相対角度のみに依存し回転軸の偏心などの位置ずれには
影響されない。第２の偏光手段６は円周方向に場所によ
って異なる向きの偏光軸をもつものである。このような
偏光手段は、例えば第２図に示すような半円状の偏光板
を円錐状に巻くことによって作ることができる。この場
合は上から見ると、偏光軸の方向は第３図のように場所
によって変化する。このようにして作られた円周方向に
場所によって異なる向きの偏光軸をもつ偏光千段６の中
心軸上に中心をもつ円の円周上に、ほぼ等間隔に偏光軸
の向きに対応して複数個の光検出千段４が、並べてある
。また、ヘラバタイトの針状結晶をアセチルセルローズ
の酢酸アミル中に分散させ、円錐状の型で押しだしたり
して、結晶の向きを揃えてやることによって第４図のよ
うに半径方向に偏光軸が向いた偏光板を作ることができ
る。また、円錐状の偏光プリズムによってもこのような
偏光軸をもった偏光手段を構成することができる。この
場合には、偏光軸は円周方向に一回転に二回変化するの
で光検出千段４は偏光手段６の中心軸上に中心をもつ円
の半周上にほぼ等間隔に並べれば良い。このように構成
することにより、光検出手段４のそれぞれの光検出器の
出力からは第５図に示すように回転角に応した多相の正
弦波信号を取り出すことができる。各光検出手段の出力
の値を調べることによって、現在第１の偏光千段５が１
８０度のなかでどの回転位置にあるのかを知ることがで
きる．すなわち、それぞれの相の出力をデコードして１
８０度の範囲のアブソリュートエンコーダ（絶対回転角
エンコーダ）として使うことができる。第１図において
７は光検出手段４の出力を絶対回転角度に変換する演算
手段である。第６図は演算千段７の一例を示すブロンク
図である，ａｌ，ａ２・・・・・・ａｏは各光検出千段
４からの人力端子、１０はコンパレー夕、１ｌはデコー
ダである。入力された各光検出手段４の出力はコンパレ
ータ１０により１，０のディジタル値に変換される。デ
コーダ１ｌは例えば入力の１．０の列の０から■に変化
する場所をデコードして角度に対応するディジタル値を
出力するようにすればよい。第７図は濱算手段７の別の
一例を示すブロック図である。正弦データ発生手段２０
は正弦波一周期をｎ等分した値を出力する。入力された
各光検出千段４の出力は乗算千段２１で正弦データ発生
千段２０の各データと掛け合わされた後、加算手段２２
で総和を計算する。すなわち、入力の各光検出手段４の
出力は回転軸の角度の２倍に応して位相のずれた正弦波
であるから、基準の正弦波と掛け合わせることによりそ
の位相戒分を計算することができる。逆正弦変換千段２
３は出力の直線性を補正するためのものである。この演
算千段７の構戒はこれらの例に限定されるものではない
。さらに一回転のうち、どちらの半回転に属するかを一
回転にｌ発のパルスを生成する回転検出手段で知ること
ができれば、３６０度に範囲を広げることも可能である
。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、第１の偏光手段、第２
の偏光手段を用いて第１の偏光手段の回転角を検出して
いるので回転軸の偏心に影響を受けない絶対回転角エン
コーダを提供することができる。
の偏光手段を用いて第１の偏光手段の回転角を検出して
いるので回転軸の偏心に影響を受けない絶対回転角エン
コーダを提供することができる。
第１図は本発明の一実施例における絶対回転角エンコー
ダの構戒図、第２図は第１図に示す第２の偏光手段の作
り方を示す説明図、第３図，第４図は第１図に示す第２
の偏光手段の偏光軸の様子を示す説明図、第５図は第１
図に示す光検出手段の出力を示す波形図、第６図，第７
図は第１図に示す演算手段の内部を示すブロノク図、第
８図は従来の絶対回転角エンコーダの構成図である。 １・・・・・・回転軸、２・・・・・・光源、４・・・
・・・光検出手段、５・・・・・・第１の偏光手段、６
・・・・・・第２の偏光手段、７・・・・・・演算手段
．
ダの構戒図、第２図は第１図に示す第２の偏光手段の作
り方を示す説明図、第３図，第４図は第１図に示す第２
の偏光手段の偏光軸の様子を示す説明図、第５図は第１
図に示す光検出手段の出力を示す波形図、第６図，第７
図は第１図に示す演算手段の内部を示すブロノク図、第
８図は従来の絶対回転角エンコーダの構成図である。 １・・・・・・回転軸、２・・・・・・光源、４・・・
・・・光検出手段、５・・・・・・第１の偏光手段、６
・・・・・・第２の偏光手段、７・・・・・・演算手段
．
Claims (5)
- （１）光源と、回転軸に取り付けられた第１の偏光手段
と、円周方向に位置によって異なる向きの偏光軸をもつ
第２の偏光手段と、前記第２の偏光手段の中心軸上に中
心をもつ円の全周または半周上にほぼ等間隔に複数個並
べられた光検出手段と、前記光検出手段の複数の出力か
ら回転角を演算する演算手段とを具備し、前記第１の偏
光手段と前記第２の偏光手段は前記光源と前記光検出手
段との光路中に位置することを特徴とする絶対回転角エ
ンコーダ。 - （２）一回転につき一発のパルスを生成する回転検出手
段を具備し、前記回転検出手段の出力と演算手段の出力
から回転角を判別することを特徴とする請求項（１）記
載の絶対回転角エンコーダ。 - （３）第２の偏光手段は、略円錐斜面形状または略円錐
台斜面形状に巻かれた偏光板であることを特徴とする請
求項（１）または請求項（２）記載の絶対回転角エンコ
ーダ。 - （４）第２の偏光手段は、略円錐斜面形状または略円錐
台斜面形状であり、その偏光軸が半径方向の偏光板であ
ることを特徴とする請求項（１）または請求項（２）記
載の絶対回転角エンコーダ。 - （５）第２の偏光手段は、略円錐状または略円錐台状の
偏光プリズムであることを特徴とする請求項（１）また
は請求項（２）記載の絶対回転角エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157792A JPH0321819A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 絶対回転角エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157792A JPH0321819A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 絶対回転角エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321819A true JPH0321819A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15657389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1157792A Pending JPH0321819A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 絶対回転角エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018507420A (ja) * | 2015-02-25 | 2018-03-15 | ギュンター グラウＧｕｅｎｔｅｒ Ｇｒａｕ | 計数機構および多相ロータリエンコーダの回転角度を測定する装置ならびに対応するセンサ |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157792A patent/JPH0321819A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018507420A (ja) * | 2015-02-25 | 2018-03-15 | ギュンター グラウＧｕｅｎｔｅｒ Ｇｒａｕ | 計数機構および多相ロータリエンコーダの回転角度を測定する装置ならびに対応するセンサ |
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